“한 잔의 커피를 만드는 원두는 나에게 60여가지의 좋은 아이디어를 가르쳐준다.”(베토벤) “커피가 위 속으로 떨어지면 모든 것이 술렁거리기 시작한다. 생각은 전쟁터의 기병대처럼 빠르게 움직이고 기억은 기습하듯 살아난다. 작중 인물은 즉시 떠오르고 원고는 잉크로 덮인다.”(발자크) 17세기 유럽을 시작으로 한국에서는 20세기 초를 전후해 인기를 끌기 시작한 커피. 많은 사람들이 식사 직후, 나른한 오후, 아침을 시작하기 직전 멍할 때 찾는 것은 ‘검은색의 음료’ 커피이다. 다른 사람과 대화를 시작할 때도 “커피 한 잔할까”라는 말로 시작하는 경우가 많다. 그런데 21세기 중후반부터는 커피를 아무 때나 쉽게 마실 수 없을 것이라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 다름 아닌 지구온난화로 인한 ‘기후변화’ 때문이다. 영국 큐 왕립식물원, 노팅엄대 지리학부, 런던 퀸메리대 생물·화학부 공동연구팀과 영국 큐 왕립식물원, 에티오피아 환경·기후변화 및 커피숲포럼(ECCCFF) 공동연구팀은 각각의 연구분석을 통해 기후변화로 인해 빈번하고 길어진 가뭄과 숲의 파괴, 치명적인 해충의 확산 때문에 전 세계 대부분의 야생 커피 종(種)들이 수 십년 내에 멸종할 가능성이 높다고 밝혔다.이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’와 생물학 분야 국제학술지 ‘지구변화 생물학’ 16일자에 각각 실렸다. 현재 전 세계 커피산업은 수십억 달러에 이르는 규모를 이루고 있다. 커피의 원료가 되는 커피콩은 아라비카와 로부스타라는 두 가지 품종이 대표적인데 특히 아라비카는 전 세계 커피 생산량의 75%를 차지하고 향과 맛이 좋아 최고의 품질로 평가받고 있으며 로부스타는 아라비카종보다 카페인 함유량이 높은 것으로 알려져 있다. 그 밖에도 124종에 이르는 야생 커피 종들이 있지만 수확량도 많지 않고 많이 쓰이지 않고 있는 상황이다. 일반적으로 아라비카는 고온에 취약하고 로부스타는 건조한 토양에 민감하다. 큐 왕립식물원과 노팅엄대, 런던 퀸메리대 공동연구팀은 아프리카, 마다가스카르, 모리셔스의 숲을 포함해 전 세계에 존재하는 야생 커피콩 표본을 카탈로그로 작성하고 각각의 질병 저항성, 카페인 함량, 가뭄 내성 등의 특성을 분류했다. 그 결과 전체 커피 종의 60%가 멸종위험에 놓여있다는 사실을 확인했다. 아라비카를 비롯한 커피종의 72% 정도가 보호된 상태에서 자라고 있지만 기후변화로 인해 재배 환경이 적합하지 않고 해충들의 공격으로 인해 재배가 어렵고 지금과 같은 수확량을 확보하기 어려울 뿐만 아니라 야생 커피 종들은 삼림벌채로 개체수가 급격히 감소할 가능성이 높은 것으로 분석됐다.큐 왕립식물원과 ECCCFF 공동연구팀은 기후변화로 인해 2038년이 되면 커피 생산량이 현재보다 40~50% 가량 줄어들게 될 것이며 21년 뒤인 2040년이 되면 아라비카나 로부스타 커피종은 사실상 멸종하거나 거의 찾아보기 어렵게 될 수 있다는 결론을 내렸다. 또 2088년이 되면 전체 커피 종의 40%, 일부 분석모델에 따르면 80%가 사라질 것이라는 분석도 함께 내놓았다. 현재 아라비카와 로부스타가 대부분을 차지하고 있는 상태에서 이들이 멸종 상태에 이르고 그 밖의 커피 종도 대부분 사라질 것으로 예상되는 만큼 금세기 중반경이 되면 커피는 지금처럼 아무 때나 마실 수는 없게 될 것이라는 설명이다. 애런 데이비스 큐 왕립식물원 연구원은 “현재 우리가 마시는 커피의 품종이 한쪽으로 지나치게 치우쳐 있는 상태에서 기후변화는 더이상 우리에게 커피를 마실 수 있게 허용하지 않을 것”이라며 “종 다양성 확보 뿐만 아니라 기호식품으로 커피를 유지하기 위해서는 다양한 커피 종의 확보와 재배, 특성 분석이 필요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독일·스위스·영국 공동연구팀고생대 네발 동물 로봇으로 제작역공학 방식 이용 걸음걸이 복원 육지 초창기 동물 움직임 분석하니 빠르고 효율적… 기존 가설 뒤집혀 박물관이나 과학관에 가면 인류가 지구에 등장하기 이전 고생대나 중생대에 살았던 동식물들이 생생하게 복원돼 전시돼 있다. 관람객들은 흘낏 보고 지나칠 수 있지만 그 이면에는 많은 연구자들의 노력이 숨어 있다. 과학자들이 멸종된 생물을 복원하려는 시도를 끊임 없이 하는 이유는 고생물에 대한 이해뿐만 아니라 현생 동물들이 등장하기까지 나타난 진화 과정에 대한 통찰력을 얻을 수 있기 때문이다. 문제는 복원을 위한 고생물의 뼈나 발자국 화석이 온전하게 남아 있는 것이 많지 않다는 점이다. 그렇기 때문에 형태나 움직임을 완벽하게 복원해 연구하기가 쉽지 않다. 그런데 생물학자, 기계공학자, 의학자, 조형예술가, 디자이너가 협업해 고생대 초기 육지동물의 움직임을 완벽하게 복원했다. 이번 연구가 고생물 연구의 새로운 전기를 마련했다는 평가를 받는 것도 과학자와 예술가들의 협업 덕분이다. 독일 훔볼트대 생물학연구소, 이미지설계연구소, 함부르크미술대 디자인정보학부, 프리드리히실러대 동물학 및 진화연구소, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 바이오로보틱스연구소, 취리히 예술대, 영국 왕립수의대 비교생체의과학부 공동연구팀은 생물학과 로봇공학 기술을 결합시킨 ‘역(逆)공학’ 방식으로 고생대에 등장한 네발 동물의 걸음걸이를 복원하는 데 성공했다. 이를 통해 네발 동물이 예상했던 것보다 좀더 빠르게 육지 생활에 적응했다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 역공학이라고 부르는 ‘리버스 엔지니어링’은 장치나 시스템의 구조 분석을 통해 기술적 원리를 밝혀내는 기법이다. 일반적으로 기계장치, 전자부품, 소프트웨어 프로그램을 제작 순서와 반대로 분해해 어떻게 만들어졌고 어떤 방식으로 작동하는지를 역추적해 내는 데 활용된다. 연구팀은 약 2억 9000만년 전인 고생대 마지막 시기 페름기에 살았던 네발 육지동물 ‘오로베이츠 팝스티’(Orobates pabsti)를 연구 대상으로 했다. 오로베이츠는 도롱뇽이나 도마뱀, 이구아나처럼 네 발을 넓게 벌리고 걷는 동물의 선조뻘로, 물에서 육지로 올라와 생활한 초창기 동물로 알려져 있다. 오로베이츠는 뼈 화석과 발자국 화석 모두 온전하게 보전돼 있지만 지금까지는 해부학적 특징에 대해서만 연구돼 왔을 뿐 걸음걸이 같은 기능과 형태를 동시에 연구한 적은 없었다. 연구팀은 오로베이츠 뼈와 발자국 화석을 분석한 뒤 현존하는 양서류와 파충류의 걸음걸이와 형태 데이터를 결합시켰다. 뼈 화석을 바탕으로 동역학적 모델을 만들고 발자국 화석으로 운동학적 모델을 만든 뒤 현재 양서류 및 파충류의 형태와 움직임 데이터를 합쳐 컴퓨터 시뮬레이션으로 복원하는 동시에 ‘오로봇’(OroBOT)이라는 실제 로봇을 만들어 비교한 것이다. 그 결과 오로베이츠가 에너지 사용을 최소화하면서 네 발로 빠르게 움직였다는 사실을 밝혀냈다. 또 지형에 따라 움직임이 달라 이후 다양한 걸음걸이를 가진 양서류나 파충류로 진화할 수 있는 바탕이 됐다고 연구팀은 분석했다. 이전까지의 연구에 따르면 오로베이츠는 물에서 뭍으로 올라온 지 얼마 되지 않았기 때문에 걸음걸이가 효율적이지 못했고 움직임이 매우 느렸을 것으로 추정됐다. 존 니야카투라 훔볼트대 교수는 “로봇공학과 컴퓨터 시뮬레이션, 수의학 분야의 융합을 통해 현재는 사라진 고생물의 형태와 움직임을 좀더 정밀하게 복원할 수 있었다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경북대 의학과 부용출 교수팀이 미백 기능성 화장품과 피부 색소질환의 치료에 응용할 수 있는 고효능 저분자 미백 펩타이드를 발견했다. 약 80%의 사람들이 피부톤과 색소 침착 때문에 고민하고 있으며, 특히 기미, 검버섯, 염증후색소침착증 등은 미용적인 측면뿐만 아니라 의학적으로도 중요한 치료 대상이지만 아직까지 안전하고 효과적인 치료제가 없는 실정이다. 부 교수팀은 차세대 미백제로 펩타이드에 주목했다. 펩타이드는 아미노산으로 구성되어 생물학적으로 안전하고, 아미노산 서열에 따라 다양하고 특이한 효능을 기대할 수 있기 때문이다. 부 교수팀은 PS-SCL스크리닝 기법을 이용해, 16만 가지의 가능한 테트라-펩타이드 중에서 최적화된 미백 펩타이드 시퀀스를 예측했다. 그리고 최종적으로 아미노산 1개 내지 4개로 구성된 저분자 미백 펩타이드를 발견했다. 이들 미백 펩타이드의 작용 원리는 멜라닌 세포 자극 호르몬의 수용체 결합을 방해하고 세포 신호 전달을 차단하여 멜라닌 합성 효소의 발현을 억제하는 것이다. 아미노산 1개로 구성된 세상에서 제일 작은 미백 모노-펩타이드인 글라이신아마이드의 경우 세포 멜라닌 억제 작용이 기존 미백제인 알부틴의 20배 이상인 것으로 나타났다. 부 교수는 “기존의 펩타이드는 비싸고, 불안정하고, 피부흡수가 어려운 고분자인 반면 연구팀이 새로 발견한 미백 펩타이드는 고효능 저분자이기 때문에 산업적 의학적 활용성이 매우 높다”며 연구 의의를 밝혔다. 부교수는 자신이 창업한 벤처기업인 ㈜루비크라운과 함께 미백 펩타이드에 대한 특허를 출원했고, 현재 인체 피부 임상시험을 수행 중이다. 이 연구는 중소벤처기업부의 창업성장기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 1월 13일 영국피부과학회지(British Journal of Dermatology) 온라인판에 발표됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

'세계에서 가장 외로운 개구리'라는 별칭이 붙었던 개구리 한 마리가 드디어 솔로 탈출의 기회를 잡았다. 지난 15일(현지시간) 영국 BBC 등 해외언론은 볼리비아 코차밤바 자연사박물관에서 지내고 있는 세후엔카스 물개구리(Sehuencas water frog)의 동족이 생물학자들에 의해 야생에서 포획됐다고 보도했다. 11살로 추정되는 이 개구리의 이름은 수컷인 로미오. 박물관 수족관에서 살고있는 로미오는 전세계에서 유일하게 살아있는 세후엔카스 물개구리 가문의 개구리다. 그간 전문가들은 야생에서 로미오의 동족을 찾아왔으나 멸종위기에 몰린 탓에 발견하지 못해 수컷인 로미오의 솔로생활은 무려 10년이나 계속됐다. 이에 볼리비아 생물학자들은 로미오의 짝을 찾을 기회를 잡기 위해 지난해 초 데이트사이트 ‘매치’(Match)와 제휴해 공개구혼에 나서 전세계 언론의 주목을 받았다. 여기서 걷어진 후원금을 바탕으로 현지 학자들은 본격적인 '줄리엣' 찾기에 나서 이번에 그 결실을 보게된 것이다.보도에 따르면 탐사팀을 구성한 학자들은 지난 1년 동안 볼리비아 숲에서 세후엔카스 물개구리를 찾아다니면서 총 3마리의 수컷과 2마리의 암컷을 잡았다. 이중 암컷 한마리를 줄리엣으로 낙점해 드디어 로미오의 짝을 찾아준 것. 볼리비아 코차밤바 자연사박물관 테레사 카마초 바다니 박사는 "로미오가 매우 조용하고 움직임이 거의 없는 반면 줄리엣은 매우 활달한 성격"이라면서 "로미오에게는 매우 매력적인 짝이 될 것"이라고 밝혔다. 이어 "로미오와 줄리엣의 이야기가 양서류 보호에 대한 세간의 관심을 얻기 바란다"고 덧붙였다. 이번 프로젝트를 도운 ‘세계 야생동물 보호단체’(GWC) 소속 크리스 조단은 "환경오염, 서식지 감소, 기후 변화 등으로 전세계 양서류가 생태의 심각한 위협을 받고있다"면서 "로미오와 줄리엣 뿐 아니라 멸종위기에 처한 비슷한 생물에 대한 관심도 중요하다"고 강조했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국인의 3대 사망원인은 암, 심장질환, 뇌혈관 질환이며 암 사망률이 높은 5대 암에는 위암이 포함돼 있다. 한국인은 서양인들보다 위암으로 인한 사망률이 더 높다. 더군다나 통계청 통계에 따르면 2017년 기준 연령별 암사망률을 보면 30대는 위암사망률이 가장 높았다. 일반적으로 위암은 40대 이후에 발생하는 경우가 많은데 최근들어 30대와 40대 전후해 발생하는 조기발병위암환자들이 증가추세를 보이고 있는데 명확한 발병원인이 밝혀지지 않았다. 그런데 고려대 화학과 유전단백체연구센터, 대구경북과학기술원(DGIST), 이화여대, 한양대, 경희대, 국립암센터, 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 공동연구팀이 40대나 그 이전의 나이에 발병하는 조기발병위암 환자들의 유전단백체 연구를 통해 조기발병위암의 원인을 규명하는데 성공하고 생물학 분야 국제학술지 ‘암 세포’ 15일자에 발표했다. 조기발병위암 환자는 국내 전체 위암환자의 15% 안팎으로 세계적으로도 상당하 높은 수준이다. 조기발병위암은 식습관이나 흡연, 음주 같은 환경적 요인보다는 유전적 요인이 높아 가족력이 있는 경우 발병 가능성이 높고 남성보다 여성에게서 더 많이 발병하는 것으로 알려져 있다. 조기발병위암은 젊은 나이에 발생하기 때문에 소화불량이나 단순한 속쓰림 등과 헷갈려 진단이 늦는 경우가 많고 암조직이 덩어리 형태가 아니라 위 점막 밑에 넓게 펴져 있기 때문에 내시경으로도 진단이 쉽지 않다. 일단 발생하면 진행이 빠를 뿐만 아니라 다른 조직으로 전이되는 경우가 많다.연구팀은 최근 5년간 발병한 80명의 조기발병위암 환자의 암 조직과 주변 정상조직, 혈액에서 유전체와 단백체 데이터를 수집했다. 이렇게 얻은 시료를 바탕으로 엑솜 시퀀싱, mRNA 시퀀싱, 액체크로마토그래피-텐덤 질량분석기술 등 차세대 염기서열 분석법(NGS)으로 분석했다. 그 결과 7079개의 체세포 변이를 찾았고 이 중에서 조기발병위암을 유발시키는 중요한 신호전달경로에 관여하고 있는 변이유전자 3개(CDH1, ARID1A, RHOA)를 찾아냈다. 또 80명의 위암환자 조직 유전자 분석결과 같은 위암이라도 다른 치료반응을 보이는 4종의 조기발병위암으로 분류할 수 있음을 밝혀냈다. 4종의 위암은 각기 다른 세포 신호전달경로를 갖고 있어 치료방식도 다르게 해야 한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 고려대 화학과 이상원 교수는 “이번 연구는 최근 국내에서 여성을 중심으로 발병빈도가 증가하고 있는 조기발병위암에 대한 보다 정밀한 유전적 원인을 규명함으로써 위암 환자의 정밀 진단과 맞춤형 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘유전자(DNA)의 아버지’로 불린 미국 과학자 제임스 왓슨(90)이 인종차별 발언으로 자신이 수장으로 근무했던 연구소의 명예직까지 박탈당했다. 왓슨은 DNA 구조를 밝혀내 1962년 노벨 생리의학상을 받았고 세계 최고의 분자생물학 연구소인 콜드스프링하버연구소를 이끌어온 석학이다. 미국 뉴욕의 콜드스프링하버연구소는 13일(현지시간) 성명을 통해 “연구소는 인종과 유전학 주제에 관한 왓슨 박사의 근거없는 개인적 견해를 전적으로 거부한다”며 “왓슨에게 부여했던 모든 직함과 명예를 박탈한다”고 발표했다. 왓슨은 2007년 영국 언론과의 인터뷰에서 “백인과 흑인이 동등한 지적 능력을 갖췄다는 것은 사실이 아니다. 흑인 직원을 다뤄본 사람들은 다 안다”고 발언해 큰 파문을 일으켜 과학계에서 사실상 퇴출당했다. 당시 연구소는 왓슨의 총장직을 박탈했지만 명예 총장, 명예 석좌교수, 명예 이사직을 부여해왔다. 하지만 왓슨이 지난 2일 방송된 미국 PBS 다큐멘터리에서 2007년에 했던 인종차별적 견해가 바뀌었냐는 질문에 “전혀 아니다”라고 말해 파장이 커지자 결국 연구소는 왓슨과의 모든 인연을 끊기로 결정했다. 그동안 생활고에 시달려온 왓슨은 2014년에는 자신의 노벨상 메달을 매각하기까지 했다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

여성은 사랑에 빠지면 실제로 몸속에서 어떤 변화가 일어나는 것으로 나타났다. 이는 이른바 ‘상사병’으로 불리던 것이 단순한 감정 그 이상의 것임을 시사한다. 미 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 연구진이 새로운 연애를 시작한 여성 47명을 대상으로 2년간 혈액 표본을 채취·분석한 결과, 바이러스에 맞설 때와 비슷한 생리적인 변화를 겪는다는 사실을 알아냈다고 국제학술지 ‘정신신경내분비학’(Psychoneuroendocrinology) 최신호에 발표했다. 이 연구는 사랑에 빠지는 것이 체내 면역체계를 지배하고 있는 유전자에 어떻게 영향을 주는지 관찰하기 위해 시작됐다. 연구진은 이번 연구를 통해 여성은 새로운 연애를 시작하면 몸속에서 일반적으로 바이러스 감염에 맞서기 위해 나오는 단백질인 ‘인터페론’을 생성하는 유전자를 활성화한다는 사실을 발견할 수 있었다. 연구진은 “새로운 낭만적인 사랑은 심리적인 변화뿐만 아니라 생리학적인 변화까지도 동반했다”면서 “이번 결과는 바이러스 감염에 관한 선천적인 면역반응의 선택적인 상향 조절과 일치했으며, 인간 생활의 핵심 경험 중 하나인 면역조절 상관관계에 관한 통찰력을 준다”고 말했다. 또 이번 연구에서는 사랑의 불꽃이 사그라들기 시작하면 여성의 인터페론 수치가 감소한다는 증거도 나왔다. 이에 대해 연구진은 “일부 결과는 낭만적인 사랑과 관련한 심리적인 변화가 연인 관계가 오래됨에 따라 약화할 수 있음을 시사했다”면서 “사랑에 관한 생물학적인 상관관계는 장기간 더 안정한 연인 관계의 성숙함과 함께 약화할 수 있었다”고 말했다. 이에 따라 연구진은 앞으로 연구를 통해 사람들이 실제로 사랑에 빠졌는지는 물론 이런 감정이 얼마나 오래갈 수 있는지를 측정할 수도 있음을 시사했다. 연구진은 앞으로 남성들에게서도 이런 생리적인 변화가 있는지 확인하는 연구를 진행할 계획이라고 말했다. 사진=아이클릭아트 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

며칠 사이에 푸석해진 얼굴, 갑자기 늘어난 흰머리. 밤샘 공부를 하거나 잇따른 야근을 한 사람들은 바쁘고 피곤하게 보낸 며칠 동안 갑자기 몇 살은 더 들어보이는 모습을 마주하면서 한숨을 내쉬는 경우가 있다. 사실 외부 환경이나 생활 패턴 때문에 자기 나이보다 더 들어보이는 이들이 있다. 반대로 겉보기에는 어려보이지만 체력이 받쳐주지 않아 힘들어 하는 이들도 있다. 모두 나이와 실제 신체 나이가 불일치하면서 나타나는 현상이다. 내 정확한 신체나이는 몇 살일까 궁금해하는 사람들이 많지만 정확한 신체나이를 알기는 쉽지 않다. 미국 연구진이 장내미생물의 형태 변화를 통해 정확한 신체나이를 진단할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 미국의 인공지능(AI) 스타트업 인실리코 메디슨, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원, 벅 노화연구소, 영국 생물노화연구재단 공동연구팀이 장내미생물의 종류와 형태를 정밀 분석해 사람의 생물학적 나이를 1~2년, 최대 3~4년 정도의 오차 이내에서 정확히 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 11일 보도했다. 이 연구결과는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 최신호에 실렸다. 장내미생물은 음식 소화에서 인체 면역계 작용까지 다양한 차원의 인체 기능에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 그렇지만 여전히 장내미생물이 시간이 지나면서 어떻게 변화하는지 정상균총과 이상균총의 형태적 차이, 정상균총의 분포에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 전 세계 20세 이상 건강한 성인남녀 1165명에게서 채취한 3663개 장내 미생물 샘플을 인공지능 기술인 머신러닝(기계학습)으로 분석했다. 연구팀은 인공지능으로 샘플의 90%에서 찾아낸 95가지 상이한 미생물 종류와 형태를 사람의 연령과 연동시킬 수 있도록 훈련시켰다. 그 다음 나머지 10% 샘플에서 연령을 예측하도록 했다. 그 결과 인공지능은 사람의 생물학적 나이를 1~2살, 평균 3.94년의 오차범위에서 정확히 예측해 냈다. 또 95가지 상이한 장내미생물 중에서 39종이 연령을 예측하는데 가장 중요한 것으로 밝혀졌다.또 연구팀은 나이가 들어갈수록 장내 신진대사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 장내미생물(Eubacterium hallii)이 풍부해진다는 사실을 확인했다. 또 염증을 유발시켜 궤양성대장염을 유발시키는 것으로 알려진 장내미생물(Bacteroides vulgatus)은 줄어드는 것으로 조사됐다. 노화연구자들은 이같은 장내미생물 종의 변화는 나이들면서 나타나는 식습관, 수면습관, 신체활동 패턴 때문인 것으로 해석하고 있다. 알렉스 자브론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구는 장내미생물은 놀랍도록 정확한 생물학적 시계로 사람의 신체 나이를 단 몇 년의 오차 범위에서 예측할 수 있음을 보여주고 있다”며 “이번 연구결과를 이용해 특정 개인의 신체 노화속도를 예측하는 것은 물론 알콜, 항생제, 식단 등이 장수에 어떻게 영향을 미치는지도 알아낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국에서 14년간 식물인간 상태로 요양병원에 있었던 여성의 임신과 출산으로 경찰이 병원 직원 등을 상대로 성폭행 혐의를 수사하는 가운데 미국 언론이 과거에도 유사한 사건이 있었다고 12일(현지시간) 보도했다. 미 NBC 방송에 따르면 1995년 뉴욕 로체스터 인근의 요양원에서 혼수상태의 29살 여성이 간호조무사에게 성폭행당해 임신했다. 애리조나 주 해시엔더 헬스케어 요양병원에서 지난달 말 식물인간 상태의 여성이 아이를 출산한 이번 사건과 달리 당시에는 임신 사실이 비교적 일찍 발견됐다. 당시 피해 여성의 부모는 임신 중절에 반대했고 아기는 이듬해 조산하기는 했지만 건강하게 태어났다. 당시 병원에 윤리 자문을 했던 제프리 스파이크 버지니아대 의학대학원 생명의학윤리·인문학센터 겸임교수는 식물인간 상태의 환자에 대해 “인지적 관점에서는 모든 인간적 특질은 이미 사라진 상태”라며 “하지만 생물학적으로는 모든 것이 지극히 정상적”이라고 말했다. 그레고리 오섀닉 미국 뇌손상협회 명예의학국장도 “(식물인간 엄마에게) 골절이나 척수 손상 같은 신체 부상이 없었다면 다른 모든 것은 정상이었을 것으로 추정된다”며 “문제는 여전히 생리하느냐인데, (이번 경우) 아마도 그랬을 것으로 추정된다”고 말했다. 그러나 뇌사 상태 또는 식물인간 상태로 임신한 여성 중에는 임신 중 뇌 기능이 위험에 빠지며 끝내 자신과 함께 아이가 숨진 경우도 있었다고 NBC는 전했다. NBC는 독일 하이델베르크 대학병원의 수석 신경외과의사인 레츠판 아흐마디 박사를 인용해 뇌사 상태의 산모와 식물인간 산모는 달리 취급돼야 한다고 지적했다. 한편 이날 애리조나주 피닉스 경찰은 식물인간 여성의 출산 당시 공황 상태에 빠져 당황했던 요양병원 간호사들을 보여주는 5분 분량의 응급신고 전화 통화 음성을 공개했다. 이 음성에 따르면 한 간호사는 “아기가 (숨을 못 쉬어) 파래지고 있어요! 파래진다고요!”라고 소리치며 통화를 시작했다. 이 간호사는 이어 “환자 중 한 명이 막 애를 낳았어요. 우린 환자가 임신한 줄 몰랐어요”라고 말했다. 병원 직원들은 응급요원의 안내에 따라 심폐소생술을 시도했고 몇분 뒤 “신이여, 감사합니다”라는 안도의 한숨과 함께 아기가 숨 쉬며 울고 있다고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

주둥이 길이만 약 1m에 달하며 독특한 이빨을 가진 2억 년 전 대형 어룡의 화석이 학계의 관심을 사로잡았다. 라이브사이언스 등 과학전문매체의 8일 보도에 따르면 이 동물(학명·Protoichthyosaurus prostaxalis)은 2억 년 전 지구상에 생존했던 어룡으로, 지금까지 발견된 적이 없던 신종이다. 이 어룡의 화석은 1955년 잉글랜드에서 처음 발견됐지만, 학계는 최근까지 이 화석에 큰 관심을 보이지 않았다. 하지만 수 십 년이 지난 후 잉글랜드 맨체스터대학의 고생물학자인 딘 로맥스 박사는 해당 화석이 신종 어룡일 가능성이 높다고 판단하고 본격적인 연구를 시작했다. 연구진의 CT촬영 분석 결과 이 어룡은 현대의 돌고래와 비슷한 외형을 가졌으며, 머리에는 현존하는 해양 동물에서는 보기 드문 이빨 뼈를 가지고 있었다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 이 이빨은 해당 어룡이 물고기를 사냥해 먹을 때 사용했던 것으로 추정되며 끝이 매우 뾰족한 형태였다. 긴 주둥이 위로 불룩 솟은 이빨 부분의 보존 상태는 매우 양호했으며, 이를 토대로 연구진은 2억 년 전 지구의 바다를 헤엄쳤던 어룡의 모습을 짐작해낼 수 있었다. 딘 로맥스 교수는 라이브 사이언스와 한 인터뷰에서 “CT 스캐닝을 한 뒤 이 뼈가 매우 잘 보존돼 있다는 사실에 매우 놀랐다. 뿐만 아니라 뇌의 혈관과 신경까지도 확인할 수 있었다”면서 “CT 결과와 3D 이미지 촬영 등을 통해 지금은 멸종된 어룡의 모습을 복원할 수 있었다”고 전했다. 이어 “두개골 화석의 길이는 0.8m, 아래턱의 길이는 이보다 약간 긴 0.87m에 달했으며, 이를 토대로 몸 전체 길이는 3.2~4m에 달했을 것으로 추정한다”면서 “이번 연구결과가 쥐라기 시대에 살았던 어룡을 연구하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 연구진은 추가적인 관찰을 마친 뒤 해당 화석을 대중에 공개할 예정이다. 이번 연구결과는 지난 8일 국제학술지 ‘피어제이’(PeerJ)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 생물학 분야에서 가장 주목받는 기술은 크리스퍼로 대표되는 ‘유전자 가위’ 기술이다. 유전자 가위에는 못 미치지만 여전히 줄기세포 기술은 생물학 분야에서 관심을 끌고 있다. 줄기세포 기술이 임상에서 폭넓게 활용되지 못하는 이유는 체내에 주입됐을 때 목적하지 않은 다른 세포로 분화되던지 돌연변이가 발생해 종양으로 분화될 가능성이 높기 때문이다. 국내 연구진이 줄기세포가 체내에서 정착될 때 과정을 실시간 고해상도 이미지로 관찰하는 기술을 개발했다. 부산대 생명과학과 김태진 교수팀은 줄기세포에 바이오센서를 주입해 체내 정착 과정을 촬영하는데 성공해 줄기세포 체내 주입후 정착시 신호전달 과정을 규명했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 실렸다. 줄기세포 이식이 성공하기 위해서는 주변 조직과 붙어서 일반 세포와 똑같이 작동해야 한다. 줄기세포 접착 과정을 추적하기 위한 다양한 시도가 있었지만 기술적 한계 때문에 정밀하게 탐지하는 것은 쉽지 않았다. 연구팀은 줄기세포 세포막에 바이오센서를 설계해 실시간으로 정착과정을 볼 수 있게 했다. 형광공명에너지전이(FRET) 기술을 이용한 바이오센서는 세포접착 과정의 주요 신호물질인 국소접착 인산화효소와 칼슘이온을 탐지해 이미지로 보여주는 것이다.연구팀은 줄기세포 이식에 활용도가 높은 인간중간엽줄기세포(hMSC)에 바이오센서를 삽입해 관찰한 결과 접착이 성공적일 때는 세포막 DMR에서 인산화효소와 칼슘이온이 활성화되고 실패할 경우는 그렇지 않다는 것이 밝혀졌다. 김태진 교수는 “줄기세포의 초기 접착과정에서 국소접착인산화효소와 칼슘의 상호작용을 밝힌 연구로 줄기세포 이식에서 발생하는 세포접착 난제를 해결하는데 유용한 정보가 될 것”이라며 “줄기세포 돌연변이 발생으로 암세포로 전환돼 동반되는 세포접착을 차단하는 약물 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전세계인들이 새해 희망에 부풀어 있던 1일, 가문의 멸종을 고하고 사라진 달팽이가 있다. 최근 미국 하와이 토지 자연보호부(DNLR) 측은 그간 많은 사랑을 받아왔던 달팽이 조지가 1월 1일 세상을 떠났다고 밝혔다. 14세 나이로 생을 마감한 조지에 얽힌 사연은 인류와 함께사는 수많은 생물종 보호에 대한 인식을 다시한번 상기시킨다. 조지는 '하와이안 나무 달팽이'(학명·Achatinella apexfulva)종으로 놀랍게도 지구 상에 단 한마리 남아 가문을 이어왔다. 사연은 이렇다. 지난 1997년 DNLR 측은 멸종위기에 놓인 고유 달팽이종을 보호하고자 하와이안 나무 달팽이 10마리를 포함한 여러 고유종들을 하와이 대학 실험시설로 데려와 키우기 시작했다. 당초에는 종을 번식시켜 개체수를 늘리려는 계산이었으나 태어난 새끼들은 다 죽고 조지만 유일하게 살아남았다. 이 달팽이에 조지(George)라는 이름이 붙은 것은 갈라파고스의 명물이자 생물 보존의 아이콘인 핀타 섬의 마지막 코끼리거북 ‘외로운 조지’에서 따온 것이다. 곧 하와이의 조지 역시 생물보존의 아이콘으로 관심과 보호를 받아왔으나 결과적으로 자손을 남기지 못한 채 멸종됐다. 그렇다면 왜 하와이안 나무 달팽이는 멸종이라는 비극을 맞았을까? 대표적인 화산섬인 하와이는 원래 생물이 살지 않았으나 다양한 외래종이 새와 배 등 전달 통로를 통해 섬으로 유입됐다. 이후 외래종들은 하와이 특유의 자연환경 속에서 살면서 고유종으로 진화했다. 이중 하와이안 나무 달팽이가 대표적인 셈. 보도에 따르면 19세기만 해도 하와이 섬들에 사는 달팽이는 하루에 1만 마리를 잡을 수 있을만큼 흔하디 흔했다. 그러나 20세기 초반 유럽인들 사이에 야구카드를 수집하듯 '달팽이 모으기'가 인기를 끌면서 하와이 달팽이들이 무차별적으로 잡혀 이 과정에서 일부 종이 멸종됐다. 다행히 하와이안 나무 달팽이는 살아남았으나 이번에는 동족상잔의 비극이 기다리고 있었다. 1955년 또다른 외래종인 아프리칸 랜드 달팽이(Achatina fulica)를 없애기 위해 육식성 포식 달팽이인 늑대달팽이(Euglandina rosea)를 섬으로 들였는데 문제는 하와이안 나무 달팽이같은 토착종까지 무차별적으로 잡아먹은 것. 하와이 대학 생물학자 마이클 G 해드필드 박사는 "우리는 달팽이가 사라지고, 또 사라지는 것을 그저 지켜만 봤다"면서 "늑대달팽이가 등장하면서 토착종의 3분의 1이 사라진 것으로 보인다"고 설명했다. 이어 "쥐와 애완동물로 카멜레온이 들어오기 전까지 하와이는 달팽이의 보고였다"면서 "하와이의 여러 섬에 아직 남아있는 여러 달팽이종도 외래종과 기후변화 탓에 멸종위기에 직면해있다"고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

본격적인 무더위가 시작된 남미에서 동물원에 비상이 걸렸다. 불볕더위가 자칫 동물들의 건강을 해칠 수 있어서다. 브라질 리우에선 최근 40도를 웃도는 폭염이 연일 기승을 부리고 있다. 사람도 힘들지만 동물원에 사는 동물들도 더위에 지치긴 마찬가지. 특히 더위에 약한 맹수와 곰이 헉헉거린다. 브라질에서 가장 긴 역사를 자랑하는 리우동물원은 무더위가 시작되면서 맹수와 곰에게 특식을 제공하고 있다. 바로 '얼음과자'다. 얼음과자라고 하지만 사람이 먹는 것과는 다르다. 곰에게 제공되는 얼음과자는 평소 곰이 즐기는 과일을 넣고 만든 커다란 얼음조각이다. 곰은 과일을 먹기 위해 얼음을 핥아먹으면서 더위를 식힌다. 동물원 관계자는 "과일을 갈아서 얼음과자를 만들 수도 있지만 빨리 녹아버려 버리는 게 많다"며 "많은 고민 끝에 나온 게 생과일을 넣어 만든 얼음조각"이라고 설명했다. 맹수에게 주는 얼음과자는 특별하다. 평소 즐겨먹는 먹잇감의 피와 고기를 섞어 만든 '육류 얼음과자'가 제공된다. 얼음과자는 일주일에 3번씩 제공되는 일종의 특식이다. 동물원의 코디네이터인 생물학자 로라 눈헤스는 "맹수와 곰들이 얼음과자를 마치 장난감처럼 여긴다"며 "특식이 나오길 기다리는 것처럼 느껴질 때가 많다"고 말했다. 쾌적한 환경을 제공하기 위한 여름철 특별작전(?)도 한창이다. 맹수와 곰이 지내는 사육장엔 살수시설이 설치돼 24시간 가동된다. 에어컨도 아낌없이 켜준다. 육식을 즐기지 않는 동물에게도 여름철 간식이 제공된다. 바로 얼린 코코넛이다. 관계자는 "동물들도 무더위에 지쳐 얼린 코코넛을 넣어주면 유난히 좋아한다"고 말했다. 물을 좋아하는 동물은 샤워(?)를 한다. 코끼리가 대표적인 경우다. 코끼리 사육사는 "더운 아프리카에 사는 동물이지만 여름이면 코끼리도 더위에 매우 지친다"며 "하루에 최소한 2번 시원한 물로 샤워를 시켜주고 있다"고 말했다. 한편 중남미 언론은 "브라질을 포함해 남미 전역에서 동물원마다 여름나기가 한창이지만 경제 사정이 어려운 베네수엘라의 동물원들은 특별한 여름대책을 시행하지 못하고 있다"고 보도했다. 손영식 해외통신원 voniss@naver.com

2019년 새해가 벌써 열흘이나 지났습니다. 올해는 돼지의 해라지만 엄격히 보자면 띠가 바뀌는 것은 24절기 중 1년의 시작이라고 할 수 있는 ‘입춘’을 기준으로 하기 때문에 아직은 ‘개띠’ 해입니다. 인류가 처음으로 가축화시킨 동물인 개는 약 3만 3000~3만 5000년 전에 회색 늑대와는 완전히 다른 종으로 분리됐고 약 1만 2000~1만 4000년 전부터 인류와 함께 한 것으로 추정되고 있습니다. 이처럼 오랜 시간을 인간과 함께했기 때문에 영어에서는 개를 ‘사람의 가장 좋은 친구’(Man´s best friend)라는 관용구로 표현하기도 합니다. 개를 키워본 분들은 잘 아시겠지만 종류별로 성격이 천차만별입니다. 미국 애견협회 홈페이지에 들어가 보면 개를 키우려는 사람들의 선택에 도움을 주기 위해 사진과 함께 품종별 특성과 활용도에 대해 설명해 놓고 있습니다. 보더콜리는 ‘임무에 충실하고 사랑스럽고 똑똑하며 활기차기’ 때문에 양치기 같은 목축에 적합하고 독일산 셰퍼드는 ‘충직하고 용감하며 똑똑하다’라고 설명하면서 경비견으로 키워진다는 식입니다. 그런데 최근 과학자들의 연구에 따르면 실제로 개들은 애견협회에서 설명하고 있는 것처럼 종류별로 특성이 제각각 다르고 이는 유전자에 뿌리를 두고 있답니다. 미국 애리조나대 인류학부, 워싱턴대 행동·유전체학연구실, 프린스턴대 분자생물학과, 펜실베이니아대 수의학과 공동연구팀은 101종, 1만 7000여 마리의 개에 대한 행동자료와 게놈 데이터를 비교 분석한 결과 개들의 특성을 보여 주는 DNA 위치가 있으며 이들을 통해 개의 성격을 파악할 수 있음을 밝혀냈습니다. 이 연구 결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 2019년 새해 첫날 실렸습니다. 연구팀은 개와 개 주인들을 대상으로 펜실베이니아대 수의학과 동물윤리학자인 제임스 서펠 교수가 개발한 ‘개 행동평가 및 연구 설문’(C-BARQ)을 실시했습니다. C-BARQ는 훈련 정도, 애착, 공격성 등 개에게서 흔히 나타나는 14가지 특성을 정량화해 한눈에 볼 수 있는 조사기법입니다. 연구팀은 이렇게 얻은 행동 데이터를 종별로 분류한 뒤 해당 종의 유전자 데이터(게놈)와 비교했습니다. 그 결과 연구팀은 개들의 성격을 규정하는 14가지 특성과 연관된 131개의 DNA 위치(핫스팟)를 찾아냈습니다. 개의 종류별로 활성화된 DNA 핫스팟이 다르고 어느 부분이 활성화돼 있느냐에 따라 개의 특성과 성격이 규정된다는 것입니다. 재미있는 것은 이번에 발견한 개들의 DNA 핫스팟이 사람의 특성과 성질을 나타내는 DNA 위치와 매우 유사하다는 점입니다. 개들의 공격성과 관련된 DNA 핫스팟은 사람들에게서도 공격성에 영향을 미치는 유전자 위치와 거의 일치한다고 합니다. 또 개의 학습 능력이나 훈련의 용이성과 관련된 DNA 핫스팟은 인간에게서는 학습이나 정보처리와 관련된 유전자 위치와 비슷하다는 것입니다. 추가적인 연구가 필요한 부분이지만 개들의 행동이나 특성을 결정하는 유전자가 사람에게서도 비슷하게 나타난다고 한다면 불안증이나 우울증 같은 정신적 장애를 치료하는 데도 도움이 되지 않을까 연구팀은 기대하고 있습니다. 개와 사람의 DNA 핫스팟이 비슷한 것은 우연의 일치일 수도 있겠지만 오랜 세월 함께하며 교감을 가졌기 때문이 아닐까 싶습니다. 가까이 하면 좋아하게 되고 좋아하면 닮는다는 것이 이런 게 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

정자은행을 통해 아이를 낳은 한 레즈비언 여성이 훗날 정자기증자와 만나 사랑에 빠진 사연이 미국 ABC 인기 프로그램 ‘굿모닝 아메리카’에 8일(현지시간) 소개됐다.이 프로그램에 따르면, 현재 시애틀에 사는 여성 제시카 셰어(42)는 원래 레즈비언으로 10여 년 전 한 여성과 사랑에 빠져 결혼했었다. 두 여성은 함께 행복한 나날을 보냈지만 아이가 있으면 더 좋겠다는 생각에 정자은행을 통해 정자를 기증받기로 했다.셰어는 파트너와 상의해 가장 마음에 드는 기증자의 정자를 받아 임신에 성공했고, 두 사람은 2005년 딸 앨리스를 무사히 품에 안을 수 있었다. 이들은 앨리스 덕분에 행복감이 배가 되자 곧 둘째도 계획했다. 이번에는 파트너를 통해 첫딸을 얻은지 18개월 만에 둘째 딸을 품에 안을 수 있었다. 하지만 두 여성은 영원할 것만 같던 결혼 생활에 조금씩 지치고 만다. 말다툼이 잦아지고 감정의 골이 깊어져 불화를 견디지 못한 파트너 여성이 2008년 홀로 집을 나가버린 것이었다. 결국 두 사람은 2010년 헤어졌다. 두 아이는 셰어가 혼자 키웠지만, 파트너는 이따금 아이들을 보러 집에 들렀다. 그러던 2015년 앨리스가 10세가 됐을 무렵 파트너 여성은 앨리스와 인연을 끊고 자신이 직접 낳은 둘째 딸만 휴가 중에 데리고 나간 채 돌아오지 않았다. 이때부터 셰어는 앨리스와 단둘이 살게 됐다. 그런데 앨리스는 크면서 아기가 남성만으로 혹은 여성만으로 생기지 않는다는 사실을 깨닫고 자기 아버지가 누구인지 궁금해 셰어에게 묻기 시작했다. 이에 셰어는 고심 끝에 앨리스가 11세를 맞이한 2016년 크리스마스 때 온라인을 통해 구매한 DNA 검사 키트를 선물했다. 이 키트를 통해 DNA 혈통 찾기 사이트에 DNA를 등록하면 의뢰한 사람들 사이에서 유전적 관계가 있는 사람을 찾을 수 있다. 셰어는 사이트를 통해 앨리스의 생물학적 아버지이자 정자기증자였던 애런 롱(52)을 찾아낼 수 있었다. 사실 롱 역시 자신의 정자를 기증받아 태어난 아이들이 어떻게 됐는지 궁금해 이미 사이트를 통해 브라이스(20)와 매디(21)라는 이름의 두 아이를 찾아 좋은 관계를 유지하고 있는 상황이었다. 셰어는 그에게 앨리스가 자기 뿌리에 대해 알고 싶어한다고 알리는 등 근황을 전했다. 그때부터 두 사람은 SNS를 통해 연락을 주고 받기 시작했다. 처음에 롱은 셰어를 레즈비언으로 전혀 느끼지 못했다고 말했다.그로부터 5개월 뒤인 2017년 7월, 셰어 모녀는 롱으로부터 “내 아이들과 함께 시애틀에서 한 번 만나 보겠느냐”는 권유를 받았다. 당시에만 해도 오리건에 살았던 셰어 모녀는 이 제안을 받아들여 롱 일가를 만났다.그런데 셰어와 롱은 처음 만났을 때 마치 예전부터 서로 잘 아는 사이처럼 반갑게 서로를 끌어 안았다. 셰어에게 롱은 딸 앨리스와 같은 분위기가 있어 보자마자 마음이 끌렸다는 것이다. 또한 그녀는 롱의 다른 아이들인 브라이스와 매디와도 금세 친해질 수 있었다.이후 두 사람은 사랑에 빠졌고 현재 셰어는 앨리스를 데리고 시애틀로 이사와 롱과 함께 살고 있다. 두 사람은 “DNA 혈통찾기 사이트는 만남 주선 사이트는 아니지만, 우리가 관계를 쌓는 계기를 마련해줬다는 점에서 감사하고 있다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

쿠바의 미국대사관 직원들이 머무는 호텔과 사저에서 발생하던 미스터리한 소음의 정체가 귀뚜라미로 밝혀졌다. 과학전문매체 라이브사이언스의 7일 보도에 따르면 지난 2016년 말, 쿠바 내에서 머무는 미국 대사관 직원들은 지속적으로 들리는 미스터리한 소음으로 불안에 떨어야 했다. 문제의 소음은 매우 크고 지속적으로 발생했으며, 이 때문에 미국대사관 직원들은 현기증과 두통, 귀 통증을 호소했다. 2017년 10월부터 시작해 지난해 6월까지 외교관 등 26명이 위와 같은 괴 증상을 앓았고, 미국 정부는 그 원인을 일종의 ‘음파 공격’이라고 판단, 공관 인력을 절반 이상 줄이고 미국 주재 쿠바 외교관 15명을 추방하기까지 했다. 지난해 12월, AP통신은 이 일을 두고 ‘쿠바의 미국 대사관 직원들이 미스터리 질병에 시달렸다’고 보도했을 정도로 큰 관심을 끌었던 이 사건의 원인을 밝히기 위해 미국 버클리 캘리포니아대학의 알렉산더 L 스텁스 교수와 영국 링컨대 생물학교수 페르난도 몬테알레그레-사파타 교수 공동 연구진이 나섰다. 연구 결과, 청력손실과 두통 및 인지능력 장애까지 초래했던 문제의 ‘음파 공격’은 중남미 열대지방에 서식하는 짧은꼬리귀뚜라미(학명 Anurogryllus celerinictus)로부터 시작됐다는 사실이 밝혀졌다. 연구진에 따르면 이 귀뚜라미는 7kHz(킬로헤르츠)에 달하는 고주파 영역 대의 울음소리를 내며, 이 소리가 사람에게 전달되면 매우 날카로운 떨림소리로 들릴 수 있다. 실제로 짧은꼬리귀뚜라미의 울음소리와 문제의 건물들에서 녹음한 미스터리 소음을 비교한 결과, 유사한 것을 확인했다. 하지만 두 소리가 완벽하게 일치하지는 않았는데, 이는 실내에서 사람들을 괴롭힌 귀뚜라미의 소리는 실내에서 녹음한 것인데 반해 비교대상으로 활용한 귀뚜라미의 소리는 실외에서 녹음했기 때문이라고 연구진은 설명했다. 이번 연구결과는 미국의 음파 공격설을 전면 부인하는 쿠바 측에 상당한 도움이 될 것으로 보이는 가운데, 당시 ‘미스터리 소음’의 피해를 입은 일부 외교관들은 자신이 들은 소리가 연구진이 들려준 귀뚜라미의 소리와는 달랐다는 주장을 내놓아 여전히 논란의 소지는 존재한다. 이번 연구결과는 지난 7일 미국 샌프란시스코에서 열린 통합비교생물학학회(Society for Integrative and Comparative Biology) 연례회의에서 발표됐으며, 지난 4일 생명과학 분야 논문을 정식 출간 전에 수록하는 온라인 저널 ‘바이오아카이브‘(bioRxiv)에 먼저 공개됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 걱정은 암과 같은 치명적인 질병 뿐만 아니라 자기 자신, 그리고 살아온 날들의 기억을 잃는 것이다. 기억이 사라져 좋든 싫던 삶의 궤적을 뒤돌아볼 수 없게 되고 고상하게 늙어갈 권리마저 빼앗는 치매는 고령화 사회로 가는 전 세계 모든 국가들의 걱정꺼리이다. 치매의 절반 이상이 알츠하이머성 치매로 알려져 있음에도 알츠하이머의 발병원인이 정확히 밝혀지지 않아 치료 방법도 마땅치 않은 상황이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수, 서울대 치의과대 이성중 교수, 한국생명공학연구원 김선영 박사 공동연구팀은 뇌 면역세포의 자가포식 작용이 방해를 받으면서 알츠하이머가 발생한다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호에 실렸다. 자가포식은 기능 이상이 생기거나 오래돼 손상된 세포, 독성을 가진 세포 내 물질을 제거하는 생체현상이다. 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수는 자가포식 현상을 규명해 질병 치료 길을 확장시킨 공로로 2016년에 노벨생리의학상을 단독 수상한 바 있다. 뇌에서는 미세아교세포라는 면역세포가 뇌 조직에 생긴 해로운 물질을 없애는 청소부 역할을 하고 있다. 그 동안 뇌 염증 반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있다는 것을 보여주는 연구는 많았지만 구체적인 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 미세아교세포 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합되면서 세포내 관련 신호전달 경로가 활성화돼 자가포식 작용을 억제시킨다는 사실을 밝혀냈다. 자가포식 작용이 억데되면 알츠하이머를 일으키는 원인물질로 알려진 베타아밀로이드 분해 능력 저하로 이어지게 되고 결국 알츠하이머를 악화시킨다는 설명이다. 유성운 DGIST 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데 이번 연구는 염증이 늘어나면서 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “미세아교세포의 자가포식 활성은 베타아밀로이드 분해, 신경회로 재구성, 사이토카인 분비 조절 등 다양한 역할을 수행하는 만큼 신경염증을 유발시키는 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 치료에 이용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인도 과학자들이 줄기세포 연구의 기원 및 앨버트 아인슈타인의 이론에 반박하는 주장을 내놓아 학계의 관심이 쏠리고 있다고 BBC 등 해외 언론이 6일 보도했다. 지난 3일부터 열린 제 106회 인도과학회의(India sceince congress 2019)에 참석한, 타밀나두 지역에 있는 한 대학 소속 과학자는 이번 연례회의에서 “아이작 뉴턴과 알버트 아인슈타인 모두 중력파에 대해 잘못 이해하고 있다. 그들의 이론에는 오해의 소지가 있다”고 주장했다. 또 다른 과학자는 “줄기세포는 수 천 년전, 인도의 고대 힌두교에서 발견한 것”이라며 힌두교의 2대 서사시 중 하나인 '마하바라타'가 그 증거라고 주장했다. 현재 과학계에서는 줄기세포라는 용어를 처음 제안한 것이 1908년 러시아 생물학자 막시모프, 줄기세포의 이론이 처음 확립한것은 1961년 캐나다 토론토대학 연구진이라고 보는 시각이 보편적이다. BBC는 “인도 과학계 일부에서 힌두교의 신화와 종교를 바탕으로 한 이론은 점차 일반화 돼 가고 있지만, 올해에는 그러한 발언이 평소보다 훨씬 강하게 나왔다”고 평가했다. 실제로 현지 과학자이자 안드라대학의 부총장은 비행기가 인도의 대서사시이자 힌두교의 경전처럼 여겨지는 ‘라마야나’에 등장한 만큼, 고대 인도에서부터 존재해왔다고 주장했었다. 또 2014년부터 집권한 나렌드라 모디 인도 총리는 2015년 당시 한 병원에서 가진 공식석상에서 코끼리 머리와 인간의 몸을 가진 신인 ‘가네샤’를 증거로 들며 “고대 인도에서부터 성형수술이 존재했다”고 주장하기도 했다. 지난해에는 인도의 고등 교육부 장관이 다윈의 진화론이 잘못됐다면서, 이를 반영하기 위해 전국 학교 커리큘럼을 변경하겠다고 발표한 바 있다. 이러한 발언과 관련해 현지 과학계도 우려를 감추지 못하고 있다. 인도과학의원회의 사무총장인 프레멘두 P. 마투르는 AFP와 한 인터뷰에서 “우리는 그들의 견해에 동의하지 않는다”면서 “책임있는 사람들의 그러한 발언에는 심각한 우려가 있다”고 비난했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이세돌 9단과의 대국에서 압승을 거둔 바둑 인공지능 ‘알파고’를 만들어 낸 구글 딥마인드가 지난해 말 보드게임 분야에서 활용가능한 범용 인공지능 ‘알파제로’를 공개해 전 세계를 놀라게 했다. 최근 인공지능 기술이 눈부시게 발전하고 있다고는 하지만 사람처럼 모든 분야를 배워 활용할 수 있는 수준에는 이르지 못하고 있다. 또 특정 분야에서 활용되는 인공지능 역시 아직까지는 완벽하지 못한 것이 사실이다. 일반 대중들이 가장 가깝게 느끼는 인공지능인 AI 스피커 같은 경우도 목소리를 정확히 인식해 명령을 수행하는데는 어려움이 있다. 그런데 최근 잇따라 사람들이 머릿 속 생각을 말이나 글로 바꿔주는 기술이 초보적이기는 하지만 가능하다는 연구결과가 발표되고 있다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 지난 2일자에 이와 관련한 연구 추세를 소개했다. 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들의 경우 머릿 속으로는 말하고자 하는 내용이 있지만 이를 밖으로 끄집어 낼 수 있는 방법이 아직까지는 없다. 그런데 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘’바이오아카이브’(bioRxi)에 최근 공개된 세 편의 논문에 따르면 뇌 속에 이식된 전극을 통해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는데 성공했으며 일부는 사람들이 바로 이해할 수 있을 정도의 수준이 됐다는 것이다. 지난해 초 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹처럼 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있지만 언어의 톤이나 억양을 조절하거나 대화에 빠르게 끼어들지는 못한다. 연구팀들이 개발한 기술은 인공지능과 신경망 컴퓨터를 이용해 뇌 신호를 언어로 직접 전환할 수 있는 방법의 첫 발을 내딛은 수준이다. 우선 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 5명의 뇌전증 환자의 청각피질에서 얻은 전기신호를 바탕으로 연구를 수행했다. 연구팀은 환자들이 오디오북과 숫자를 말하는 사람들의 목소리를 들을 때 발생하는 전기신호를 분석해 생각을 언어로 표현할 수 있도록 구성했다. 그 다음 사람들의 신경 신호를 컴퓨터 음성으로 재구성해 사람들에게 들려준 결과 75% 정도의 정확성으로 알아들었다는 것이다. 이 연구는 지난해 10월 바이오아카이브에 실렸다. 바이오아카이브 11월 말에 실린 또 다른 논문에는 독일 브레멘대, 네덜란드 마스트리흐트대, 미국 노스웨스턴대, 버지니아 커먼웰스대 공동연구팀이 뇌종양 수술을 받은 환자 6명을 대상으로 한 연구결과가 실렸다. 연구팀은 환자들에게 한 음절씩 단어를 크게 읽도록 해 녹음하는 동시에 전극으로 뇌의 음성계획영역과 목소리로 단어를 발음하도록 명령을 내리는 운동영역의 전기신호를 기록했다. 연구팀은 신경망 컴퓨터로 전기신호를 오디오 기록과 매핑시킨 다음 환자들이 발음하지 않은 단어를 생각하도록 해 인공지능으로 단어를 말할 수 있도록 해본 결과 40% 이상 이해 가능한 것으로 나타났다는 것이다.미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경외과 연구팀은 세 명의 뇌전증 환자들에게 글을 읽도록 한 뒤 언어영역과 운동영역에서 포착된 뇌신호로 끄집어 낸 다음 이 신호들을 재조합해 컴퓨터가 문장을 구성하도록 했다. 이렇게 뇌 신호로만으로 만들어진 컴퓨터 언어를 166명의 일반인들에게 들려준 뒤 이해정도를 측정한 결과 80% 이상의 정확도로 이해가 됐다는 연구결과를 발표했다. 이들은 앞선 연구진들보다 한 발 더 나아가 문장을 생각하도록 하고 소리 내지 않고 입만 뻥긋하는 동안 전기신호만으로 인공지능 컴퓨터가 문장을 구성하는데도 성공했다. 크리스티앙 헤르프 네덜란드 마스트리흐트대 교수는 “뇌-컴퓨터 인터페이스 연구는 생각을 컴퓨터의 목소리로 즉시 구성해내는 것이 궁극적인 목표”라면서 “상상된 언어를 실제로 구현하기 위해서는 좀 더 노력이 필요하겠지만 AI 기술과 결합될 경우 말하지 못하는 환자들에게도 일종의 ‘언어보철물’이 생기는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구진 “스타틴의 긍정적 효과가 더 크다는 사실 간과해선 안돼” 강조 질병관리본부에서 집계하는 국민건강영양조사 결과를 보면 혈액 내 지방성분이 높은 고지혈증이나 고콜레스테롤혈증 유병률이 계속 높아지는 것으로 조사되고 있다. 실제로 2005년 8%에서 2017년 21.5%로 3배 가까이 늘어났다. 육류 위주의 식습관과 운동 부족이 혈관 내에 나쁜 콜레스테롤을 쌓이도록 하는 것이다. 고콜레스테롤혈증은 고지혈증 중 나쁜 콜레스테롤과 중성지방이 특히 혈액 내에 많이 분포해 있는 질병으로 고콜레스테롤혈증 진단을 받게 되면 식이요법, 운동요법과 함께 약물치료를 받는 경우가 많다. 이 때 전 세계적으로 가장 많이 처방되는 약물은 스타틴 계열로 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심장마비 위험을 줄이는 것으로 알려져 있다. 그런데 스타틴 계열 약물이 체중감소에 도움을 주는 갈색지방 조직을 감소시킨다는 연구결과가 발표됐다. 스위스 취리히연방공과대(ETH), 취리히대학병원, 바젤대학병원, 슬로바키아 코메니우스대, 슬로바키아 과학아카데미 생의학연구센터, 프랑스 코티다쥐르대, 스웨덴 카롤린스카 연구소, 예테보리대 의대 공동연구팀은 스타틴 계열의 약물이 갈색 지방조직을 감소시키고 생성을 저해한다는 사실을 규명하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 최신호에 발표했다고 4일 밝혔다. 체지방에는 흰색 지방 뿐만 아니라 갈색 지방이 있는데 갈색지방은 당분과 지질을 열로 전환시켜 에너지를 소비시킨다. 이 때문에 갈색 지방은 ‘살을 빼주는 착한 지방’으로 알려져 있기도 하다. 갈색 지방조직이 많은 사람은 겨울에 체온조절이 좀 더 쉽게 되고 과체중이나 당뇨에 걸릴 가능성도 낮은 것으로 알려져 있다.연구팀은 세포 배양실험을 통해 ‘피로인산 게라닐게라닐’이라는 대사물질이 나쁜 백색 지방세포를 좋은 갈색지방으로 전환시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 스타틴이 갈색 지방조직에 어떤 영향을 미치는지 동물실험과 환자 관찰을 동시에 실시했다. 연구팀은 취리히대학병원과 바젤대학병원 환자 8500명을 대상으로 양전자방출단층촬영(PET)을 실시해 갈색 지방조직 분포를 살펴보는 동시에 스타틴 복용여부를 비교분석했다. 그 결과 스타틴을 복용하지 않는 사람들은 6% 정도가 갈색 지방조직을 갖고 있어지만 스타틴 복용자들은 1% 정도만 갈색 지방조직을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 연구진은 별도로 16명의 환자를 대상으로 임상시험을 실시해 스타틴이 갈색 지방조직의 활동과 생성을 억제시킨다는 것을 확인했으며 이는 생쥐를 이용한 동물실험과 동일한 것으로 나타났다. 그러나 연구팀은 이번 연구를 통해 스타틴의 부정적 영향을 확인했지만 스타틴 효능을 무시해서는 안된다고 강조했다. 연구를 주도한 크리스티앙 볼프럼 ETH 교수는 “갈색 지방조직이 적을 경우 당뇨 발병 위험이 높아질 수 있지만 스타틴이 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 심혈관 질환으로 인한 돌연사를 예방하고 있다는 점은 간과해서는 안된다”며 “스타틴이 전 세계 수 백만명의 생명을 구하고 있으며 그렇기 위해 처방되고 있는 만큼 이번 연구는 스타틴의 부정적 영향을 밝혀내 어떤 환자가 그런 영향을 받는지 사전에 파악함으로써 개인 맞춤형 치료법을 찾기 위한 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr